01/簡介

為驗(yàn)證矢量HSMO技術(shù)對(duì)工藝窗口（PW）的優(yōu)化效果，采用考慮離焦的像質(zhì)評(píng)價(jià)函數(shù)

02/仿真條件

以AttPSM為例，對(duì)比HSMO（聯(lián)合優(yōu)化光源+掩模）與OPC（僅優(yōu)化掩模，光源不變）技術(shù)。仿真目標(biāo)圖形包括一維孤立線條（占空比1:4，CD=45nm）、一維半密集線條（占空比1:2，CD=45nm）、二維密集接觸孔（占空比1:1，CD=60nm）。

仿真采用193nm浸沒式光刻系統(tǒng)，取有限掩模區(qū)域仿真，孤立線條、半密集線條、密集接觸孔的掩模尺寸分別為3420nm×3420nm、3060nm×3060nm、2640nm×2640nm，掩模像素尺寸分別為12nm×12nm、12nm×12nm、16nm×16nm，掩模矩陣大小分別為285×285、255×255、165×165。HSMO采用41×41光源矩陣（密集采點(diǎn)），OPC采用9×9光源矩陣（稀疏采點(diǎn)）。

03/掩模延拓和測量點(diǎn)

為量化工藝變化穩(wěn)定性，需計(jì)算初始光源掩模、OPC優(yōu)化后、HSMO優(yōu)化后的PW。HSMO優(yōu)化后的掩模需進(jìn)行周期性延拓（如圖所示），并在半密集線條、孤立線條的上邊緣、中心線、下邊緣設(shè)3個(gè)PW測量點(diǎn)，密集接觸孔僅在中心線設(shè)1個(gè)測量點(diǎn)，以重疊PW作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

采用HSMO優(yōu)化后的掩模圖形

04/仿真參數(shù)與流程

關(guān)鍵參數(shù)：NA、相干因子σ_in/σ_out、優(yōu)化步長S_Ω、罰函數(shù)加權(quán)系數(shù)γS/γD/γW等可見表格。

采用孤立線條、版密集線條和密集接觸孔的OPC和HSMO仿真參數(shù)

采用孤立線條、版密集線條和密集接觸孔的OPC和HSMO仿真結(jié)果

05/PW擴(kuò)展效果

損失函數(shù)收斂：HSMO在30~35次迭代內(nèi)可有效降低損失函數(shù)，可見下圖。

孤立線條、半密集線條和密集接觸孔HSMO損失函數(shù)收斂曲線

PW對(duì)比：HSMO可顯著擴(kuò)展工藝窗口，如孤立線條在EL=3%時(shí)，DOF從146nm提升至257nm；OPC對(duì)PW擴(kuò)展效果有限，可見下圖和表格。

初始光源及掩模、OPC和HSMO對(duì)應(yīng)的PW

對(duì)應(yīng)FL=3%、5%和8%的DOF值，以及算法運(yùn)行時(shí)間

06/結(jié)論

? 矢量HSMO技術(shù)通過聯(lián)合優(yōu)化光源與掩模，可在一維線條、二維接觸孔等圖形中有效擴(kuò)展工藝窗口（PW），相比僅優(yōu)化掩模的OPC技術(shù)具有更優(yōu)的工藝變化穩(wěn)定性。

? 仿真的運(yùn)行時(shí)間與光源矩陣和掩模矩陣的尺寸有關(guān)。

07/先進(jìn)技術(shù)與未來發(fā)展方向

當(dāng)前，考慮工藝窗口（PW）的矢量SMO數(shù)值計(jì)算已實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵突破：標(biāo)準(zhǔn)化仿真條件與精準(zhǔn)測量點(diǎn)布設(shè)保障了數(shù)據(jù)可靠性，掩模延拓技術(shù)強(qiáng)化了邊緣成像魯棒性，規(guī)范化仿真參數(shù)與流程則提升了結(jié)果可復(fù)現(xiàn)性，顯著擴(kuò)展了先進(jìn)制程的PW范圍，支撐3nm節(jié)點(diǎn)量產(chǎn)良率提升。

未來，技術(shù)將向多維融合演進(jìn)：AI賦能仿真模型實(shí)現(xiàn)PW與掩模延拓參數(shù)的自適應(yīng)匹配；融入EUV多物理場耦合計(jì)算，提升復(fù)雜工藝下PW預(yù)測精度；構(gòu)建跨流程協(xié)同框架，聯(lián)動(dòng)掩模制造與刻蝕工藝優(yōu)化PW。極端制程下，量子化數(shù)值模型將成為核心，助力1nm及以下節(jié)點(diǎn)PW性能突破。